Formatura

La formatura è un’operazione impiegata nei processi di produzione, che modifica i materiali in modo controllato, costringendoli ad assumere la forma o l’aspetto desiderati.

Questo metodo di lavorazione utilizza la plasticità – la caratteristica per cui un materiale rimane nella forma che gli viene conferita dall’applicazione di una certa forza – di metalli e altri solidi (come ad esempio la plastica).

Tecniche di formatura

Esistono principalmente due tipi di formatura: a freddo, che viene eseguita a temperatura ambiente, e a caldo, che utilizza il calore. Oltre ai metodi di formatura di cui sopra, esistono anche altre tecniche fra cui:

Le tecniche di formatura più diffuse sono:

  • Piegatura
  • Formatura ad aria (si utilizza, in genere, per la lavorazione del vetro o delle materie plastiche e avviene a partire da materiale originale a forma di foglio o tubo. Se il materiale all’origine ha forma di foglio, viene riscaldato e fatto aderire allo stampo realizzando il vuoto tra il materiale e lo stampo stesso che riproduce così la sagoma definitiva. Nel caso, invece, di materiale a forma di tubo, si inietta all’interno aria compressa, in modo da farlo aderire alle pareti dello stampo, nel quale assume la forma.
  • Formatura a rotazione e shear forming (è un operazione molto antica e consiste nella realizzazione di una sagoma che ha la forma interna del pezzo da realizzare. La sagoma viene posta in rotazione e, mediante un utensile applicato a pressione sulla parte esterna, si fa aderire la lastra alla sagoma. Quando l’operazione produce anche una modifica dello spessore, si ha lo shear forming).
  • Sinterizzazione (metallurgia delle polveri)
  • Forgiatura (ad esempio per la produzione di dadi e bulloni)
  • Estrusione
  • Trafilatura
  • Calandratura
  • Pultrusione
  • Imbutitura
  • Piegatura (può essere effettuata su lastre, tubi o altri materiali per far assumere le forme desiderate, attraverso varie lavorazioni)
  • Rivettatura
  • Cesoiatura
  • Stampa 3D (produzione additiva)

Formatura in fonderia

La formatura, nei processi di produzione di una fonderia, è l’attività di approntamento della forma, cioè del contenitore entro cui verrà colato il metallo. Può essere fatta in fossa (o allo scoperto), se la forma viene approntata nel pavimento in sabbia della fonderia per grosse fusioni grossolane, in motta o in staffa. In quest’ultimo caso la forma è costituita da due staffe, cioè due telai di metallo, aperti sopra e sotto, entro i quali viene versata e costipata della terra da fonderia attorno al modello.

Questo tipo di terra è composta da sabbia mista a leganti e additivi vari; e dovrà presentare varie caratteristiche. In primo luogo vi deve essere un buon compromesso tra sgretolabilità e resistenza della forma, infatti la forma deve resistere alla pressione della colata, tuttavia non deve presentare troppe difficoltà nella rimozione, che solitamente avviene per rompimento della forma. Dovrà inoltre essere un materiale refrattario e permeabile ai gas, per permetterne la fuoriuscita ed evitare che questi creino porosità interne nei futuri prodotti.

Inoltre la presenza di una sabbia più o meno fine si riflette sulla finitura superficiale del pezzo che si otterrà. Il processo di formatura inizia con l’approntamento della prima la staffa inferiore, nella quale sarà contenuta la prima metà del modello. Si rovescia quindi la staffa, si cosparge la superficie della terra di una polvere atta a non far aderire la terra della seconda staffa, si posiziona la seconda metà del modello, si posiziona e fissa la seconda staffa sopra la prima e si appronta quindi la seconda parte della forma, comprensiva di canale di colata, montante e sfoghi d’aria.

Si aprono quindi le staffe, si estrae il modello, si eseguono eventuali riparazioni della forma, si posizionano le anime e si ricollegano le due staffe tramite le opportune orecchie e spine. A seconda della terra usata e dal grado di finitura richiesto, la colata può avvenire direttamente nella forma così preparata, che viene detta formata a verde oppure può venir essiccata in apposite stufe, e viene detta in questo caso formata a secco.

Formatura di materie plastiche

Nella formatura per estrusione il materiale viene spinto grazie ad una vite attraverso un’apertura. La forma finale del polimero (che fluisce in maniera continua) dipende dalla geometria dell’apertura. Questo processo si utilizza per i materiali termoplastici e talvolta per quelli termoindurenti. I tubi in plastica vengono prodotti tramite questo processo.

La formatura per soffiaggio è utilizzato per produrre corpi cavi (come bottiglie, fustini, bombole) consiste nel dilatare una certa porzione di resina di forma cilindrica con un getto d’aria sotto pressione, fino a farla aderire alle pareti di uno stampo; la produzione di oggetti cilindrici è realizzata facendo precedere la fase di soffiatura da una fase di estrusione per la realizzazione del tubo di alimentazione alla soffiatura. La formatura per soffiatura viene impiegata anche per la produzione dei gusci di certi tipi di casco.

Termoformatura

La termoformatura è una tecnica di stampaggio di materie plastiche a caldo, a partire da lastre o film, sotto pressione o sotto vuoto. Con la termoformatura si possono ottenere prodotti anche finiti, di grande superficie, di media complessità geometrica, con spessori costanti variabili tra 0,1 e 10 millimetri. È tipicamente utilizzata per lavorare materiali termoplastici amorfi o con basso grado di cristallinità.

Esistono diversi tipi di termoformatura ma tutti si basano su principi comuni: si parte da una lastra o da nastri di materiale preriscaldato (ad aria o ad infrarossi) che viene fatto aderire allo stampo e successivamente raffreddato (ad aria o ad acqua). Il semilavorato si trova sempre a contatto con due ambienti che si trovano a pressioni diverse, positive o negative.

Per termoformatura vengono prodotti numerosi manufatti quali lucernari, elementi modulari per edilizia, container, cabine sanitarie, interni di elettrodomestici, elementi per autoveicoli e imbarcazioni, insegne luminose, imballaggi per alimenti, imballaggi per medicinali (blisters).